一种含有八个虹膜的圆形波导滤波器

1.本实用新型涉及的是一种含有八个虹膜的圆形波导滤波器，具有较低的插损，良好的通带驻波特性和较高的带外衰减特性。


背景技术：

2.滤波器是射频系统中关键器件，是微波毫米波电路设计中不可缺省的部分。滤波器作为频率选择器件，主要用来对频率信号进行选择，即通过有用的信号，滤除干扰信号。现代微波滤波器的设计方法主要是通过微波网络综合理论，由给定的滤波器工程技术指标综合出低通原型滤波器级数及各个元件值，通过阻抗和频率变换，将低通原型电路变成实际所需滤波器电路，最后选择合适的微波传输线结构实现。
3.滤波器理论研究起始于 1915 年，德国科学家 k. w. wagner 发明了滤波器，并以自己的名字命名为“wagner 滤波器”。滤波器发展史上主要的设计方法为镜像参数法、插入损耗法。其他滤波器的设计方法都是借助于上述的设计方法和设计理念而来的。
4.滤波器可以被视为一个具有频率选择特性的二端口网络，一个具有均匀功率谱的信号，通过二端口滤波网络后，只有特定频率信号才能输出，即滤波器具有选频特性。因此，在微波毫米波太赫兹波通信、雷达等多频工作系统中，滤波器作为必不可少的部件之一，具有消除噪声、滤除干扰信号的作用
5.凡是能够引导电磁波定向传输的的装置统称为导波系统，被引导定向传输的电磁波称为导行电磁波，简称波导。波导是一种低损耗介质，波导中的损耗主要来自由波导壁中感应出的电流引起的欧姆耗散。采用波导结构的滤波器在毫米波段直至太赫兹波段都可以使用，q值高、插入损耗小。
6.近年来，我国无线通信技术的发展非常迅速，从而导致无线通信需求较多的频率资源，为了能够对频率资源进行充分利用，滤波器电路的性能要求也变得越来越高。在整个通信系统中，对信号进行有用或者无用分离的微波滤波器是非常重要的部件，性能的优劣程度会对整个通信系统的质量产生影响。滤波器有着很多的种类，而波导滤波器的优点较多，表现在易于制造、结构简单、没有辐射损耗、功率容量大、导体损耗和介质损耗小，应用领域较为广泛。主要在军事电子对抗、卫星通信、遥感、制导、雷达、3ghz至300ghz的厘米波段和毫米波段的通信等。波导滤波器在超长波经微波到光波以上的所有电磁波段也有着很好的应用。


技术实现要素：

7.本实用新型目的在于提供一种含有八个虹膜的圆形波导滤波器，包括8个虹膜，7个腔室，2个圆形端口。通过设计特殊数量的虹膜，使得指定频率范围的电磁波可以很好的进行传播，同时抑制其它频率的电磁波传播，具有良好的通带驻波特性和较高的带外衰减特性。
8.本实用新型的技术方案是：一种含有八个虹膜的圆形波导滤波器，包括虹膜1(1)，
虹膜2(2)，虹膜3(3)，虹膜4(4)，虹膜5(5)，虹膜6(6)，虹膜7(7)，虹膜8(8)，腔室1(10)，腔室2(11)，腔室3(12)，腔室4(13)，腔室5(14)，腔室6(15)，腔室7(16)，圆形端口1(17)和圆形端口2(9)；滤波器工作过程：电磁波从圆形端口1(17)进入滤波器，通过7个由虹膜组成的腔室，最后从圆形端口2(9)出来，指定频率范围的电磁波被很好的播，同时抑制其它频率的电磁波传播。
9.含有八个虹膜的圆形波导滤波器的结构尺寸是虹膜1(1)和虹膜5(5)的宽度为0.004m，虹膜2(2)和虹膜6(6)的宽度为0.006m，虹膜3(3)和虹膜7(7)的宽度为0.0088m，虹膜4(4)和虹膜8(8)的宽度为0.0096m，虹膜厚度为0.002m；腔室1(10)和腔室7(16)的长度为0.048m，腔室2(11)和腔室6(15)的长度为0.054m，腔室3(12)和腔室5(14)的长度为0.06m，腔室4(13)的长度为0.061m；波导半径为0.02m；圆形端口1(17)和圆形端口2(9)的半径和波导半径一样为0.02m。
10.本实用新型的收益在于：通过设计特殊数量的虹膜，使得指定频率范围的电磁波可以很好的进行传播，同时抑制其它频率的电磁波传播。相比其他的滤波器，该滤波器结构简单，具有大功率工作的能力，具有较低的插损，良好的通带驻波特性和较高的带外衰减特性。
附图说明
11.图1为一种含有八个虹膜的圆形波导滤波器的二维示意图，图中包括虹膜1(1)，虹膜2(2)，虹膜3(3)，虹膜4(4)，虹膜5(5)，虹膜6(6)，虹膜7(7)，虹膜8(8)，腔室1(10)，腔室2(11)，腔室3(12)，腔室4(13)，腔室5(14)，腔室6(15)，腔室7(16)，圆形端口1(17)和圆形端口2(9)。
12.图2为一种含有八个虹膜的圆形波导滤波器在4.98ghz频率附近的驻波波形，图中显示波导的每个分段形成一个开放腔。
13.图3为一种含有八个虹膜的圆形波导滤波器，图中显示了计算的s参数随频率变化的情况。在截止频率下可以观察到明显的带外抑制，插入损耗比较小。
具体实施方式
14.下面结合附图，对本实用新型进一步说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
15.为一种含有八个虹膜的圆形波导滤波器，包括虹膜1(1)，虹膜2(2)，虹膜3(3)，虹膜4(4)，虹膜5(5)，虹膜6(6)，虹膜7(7)，虹膜8(8)，腔室1(10)，腔室2(11)，腔室3(12)，腔室4(13)，腔室5(14)，腔室6(15)，腔室7(16)，圆形端口1(17)和圆形端口2(9)。
16.具体的，滤波器拥有八个虹膜，中间的虹膜较长，两边的虹膜较短，两侧成镜像分布，它们的厚度都是0.002m。
17.具体的，滤波器拥有七个腔室，中间腔室的长度最长，两侧的腔室的长度依次递减，且具有对称的特性。
18.具体的，滤波器拥有两个圆形端口，电磁波从圆形端口1(17)进入滤波器，通过7个由虹膜组成的腔室，最后从圆形端口2(9)出来。
19.上述并不能对本实用新型进行全面限定，其他任何未违背本实用新型技术方案做的改变或等效置换方式，都在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种含有八个虹膜的圆形波导滤波器，包括虹膜1(1)，虹膜2(2),虹膜3(3)，虹膜4(4)，虹膜5(5)，虹膜6(6)，虹膜7(7)，虹膜8(8)，腔室1(10)，腔室2(11)，腔室3(12)，腔室4(13)，腔室5(14)，腔室6(15)，腔室7(16)，圆形端口1(17)和圆形端口2(9)；其特征在于：电磁波从圆形端口1(17)进入滤波器，通过7个由虹膜组成的腔室，最后从圆形端口2(9)出来，指定频率范围的电磁波被很好的播，同时抑制其它频率的电磁波传播。2.根据权利要求1所述的含有八个虹膜的圆形波导滤波器,其特征在于：虹膜1(1)，虹膜2(2)，虹膜3(3)和虹膜4(4)不均匀分布在圆形滤波器内部，两个虹膜之间的距离越来越远，虹膜5(5)，虹膜6(6)，虹膜7(7)，虹膜8(8)相对于虹膜1(1)，虹膜2(2)，虹膜3(3)和虹膜4(4)成镜像分布,虹膜1(1)和虹膜5(5)的宽度为0.004m，虹膜2(2)和虹膜6(6)的宽度为0.006m，虹膜3(3)和虹膜7(7)的宽度为0.0088m，虹膜4(4)和虹膜8(8)的宽度为0.0096m，虹膜厚度为0.002m。3.根据权利要求1所述的含有八个虹膜的圆形波导滤波器，其特征在于：拥有七个腔室，中间腔室的长度最长，两侧的腔室的长度依次递减，腔室1(10)和腔室7(16)的长度为0.048m，腔室2(11)和腔室6(15)的长度为0.054m，腔室3(12)和腔室5(14)的长度为0.06m，腔室4(13)的长度为0.061m，波导半径为0.02m。4.根据权利要求1所述的含有八个虹膜的圆形波导滤波器，其特征在于：拥有两个圆形端口，电磁波从圆形端口1(17)进入滤波器，通过7个由虹膜组成的腔室，最后从圆形端口2(9)出来，两个圆形端口的半径和波导半径一样为0.02m。

技术总结
本实用新型属于波导滤波器领域，具体公开了一种含有八个虹膜的圆形波导滤波器，包括8个虹膜，7个腔室，2个圆形端口。通过设计特殊数量的虹膜，使得指定频率范围的电磁波可以很好的进行传播，同时抑制其它频率的电磁波传播。本实用新型的优势在于：该滤波器结构简单，具有大功率工作的能力，具有较低的插损，良好的通带驻波特性和较高的带外衰减特性。通带驻波特性和较高的带外衰减特性。通带驻波特性和较高的带外衰减特性。


技术研发人员：赵俊程 吴涛 何纪新 卞钦 刘宏举 吴之豪 赵明星 李沛然 何孝涵 钟翔涛 史留勇 周腾
受保护的技术使用者：海南大学
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/5/25